루트 성장 및 지역화 된 양분에 응답을 시각화 하는 최적화 된 Rhizobox 프로토콜
Summary
시각화 및 루트 성장에서 제자리에 매우 도전 이다. 우리는 루트 개발 및 영양 농축에 대 한 응답에서 시간이 지남에 확산을 추적 하는 사용자 정의 rhizobox 방법을 제시. 이 메서드는 루트 소성 유기 질소 소스에 대 한 응답에서에 옥수수 genotypic 차이 분석 하는 데 사용 됩니다.
Abstract
뿌리는 악명 높게 공부 하기 어렵다. 토양은 둘 다 시각과 기계적 장벽, 어려운 추적 하 뿌리 제자리에 파괴적인 수확 또는 비싼 장비 없이. 우리는 시간이 지남에 루트 성장의 비 파괴적인 시각화 수 있으며 특히 패치 지역화 된 리소스에 대 한 응답에서 루트 소성 공부에 적합 하는 사용자 정의 하 고 저렴 한 rhizobox 메서드를 제시. 메서드는 15N 표시 된 콩과 식물 잔류물을 포함 하는 패치를 소성 응답에 옥수수 genotypic 변화를 평가 하 여 확인 했다. 메서드는 대표적인 발달 측정 시간이 지남에 얻을, 리소스를 포함 하 고 제어 패치 루트 길이 밀도 측정, 계산 하 루트 성장 속도, 식물 뿌리와 새싹에 의해 15N 복구 확인 설명. 장점, 주의 사항, 및 방법의 잠재적인 미래의 애플 리 케이 션도 설명 되어 있습니다. 실험 조건 루트 성장 데이터를 바이어스 되지 않습니다 않도록 주의 해야 합니다, 하지만 여기에 제시 된 rhizobox 프로토콜 세부 사항에 충분 한 주의 함께 실시 하는 경우 신뢰할 수 있는 결과 생성 합니다.
Introduction
종종 간과 되지만 그들의 지상에 비해 뿌리 역할을 중요 한 식물 영양소 인수에서. 루트 건설 및 유지 보수의 실질적인 탄소 비용을 감안할 때, 식물 뿌리만 구하고 투자 가치를 개발 하는 메커니즘을 진화 했다. 루트 시스템 수 있습니다 따라서 효율적이 고 동적으로 내 리소스 패치 핫스팟, 통풍 관, 그리고 더 전송1에 대 한 체 관 부에 급속 하 게 translocating 영양분의 upregulating 속도에 확산 하 여. 소성 응답 식물 종 또는 genotypes2,3 중 및5영양소 관련된4,화학 형태에 따라 크게 달라질 수 있습니다. 루트 소성에 변화는 또한, 이기종 토양 자원에 대 한 복잡 한 루트 응답 사육 및 농업에 영양소 이용 효율 증가를 관리 전략을 알릴 수 있는 이해 탐험 한다.
필요성 및 이해 플랜트 시스템에 대 한 관련성에도 불구 하 고 시각화 및 측정 관련 비늘에서 루트 소성 기술 도전 포즈. 일반적인 방법 이다 (“shovelomics”6) 토양에서 루트 크라운을 발굴 하지만 잘 뿌리 토양 집계, 사이 작은 구멍을 악용 그리고 발굴 필연적으로 어느 정도 이러한 연약한 뿌리의 손실의. 또한, 파괴적인 수확 하기가 불가능 한 루트 시스템에 변경 시간이 지남에 따라. 계산 하는 x 선 단층 촬영 등 현장에서 이미징 방법 높은 공간 해상도7, 뿌리와 토양 자원의 직접적인 시각화를 허용 하지만 비싸다 및 특수 장비가 필요. 수경 실험 토양에서 뿌리 추출와 관련 된 제약을 방지 하지만 루트 형태학 및 건축 기계 제약와 토양8,9의 생물 복잡성 수성 매체에서 다. 마지막으로, rhizosphere 프로세스 및 기능 발달가 소성이 인공 미디어에서와 통합 될 수 없습니다.
선물이 건설과 시간이 지남에 토양에 뿌리 성장을 하는 낮은-비용, 사용자 정의 방법으로 rhizoboxes (좁은, 일반 단면 사각형 컨테이너)의 사용에 대 한 프로토콜. 특별히 설계 된 프레임 gravitropism, 루트 길이 측정의 정확도 증가 때문에 후면 패널에 대 한 우선적으로 성장 하는 뿌리를 권장 합니다. Rhizoboxes는 일반적으로 루트 성장 및 rhizosphere 상호 작용10,,1112, 공부 하는 데 사용 됩니다 하지만 여기에 제시 된 방법 제공 단순 단일 구획 설계와 저렴 한 장점이 재료, 지역화 된 영양소에 대 한 루트 응답을 공부 하도록 설계 되었습니다. 그러나, 방법 또한 다양 한 내부/interspecies 경쟁 등 다른 루트와 rhizosphere 프로세스, 화합물, 미생물 또는 효소 활동의 공간 배급을 공부에 적응 수 있습니다. 여기, 우리는 패치 15N 표시 된 콩과 식물 잔류물 및 하이라이트 대표 결과의 rhizobox 메서드를 사용 하면 유효성 검사에 대 한 응답 genotypic 옥수수 하이브리드 차이 조사 합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 프로토콜에서 설명 하는 rhizoboxes 루트 및 rhizosphere 과학, 다양 한 질문에 대답 하 고 다양 한 사용 하 여 다른10,20,21,,2223 발견을 사용할 수 있습니다. , 24 , 25. 다른 연구자의 rhizoboxes21,,<…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자 제 케이 힐 뿐만 아니라 그들의 의견에 대 한 익명 검토자와 rhizobox 프로토콜 개발에 대 한 초기 지침에 대 한 탄 바오를 인정 하 고 싶습니다. 음식과 농업 연구, 식품 및 농업, 농업 실험 역 프로젝트 캘리포니아-D-PLS-2332-H, ag는 하의 미국 농 무부 (USDA) 국립 연구소에 대 한 재단에 의해와 UC 데이비스 부 식물에 의해 제공 된 자금 화목 제를 통해 과학
Materials
| 1.27 cm diameter PVC pipe | JM Eagle | 530048 | 305 cm per box, cut into lengths as specified in the protocol |
| PVC side elbows | Lasco | 315498 | 2 per box |
| PVC 90-degree elbows | Charlotte | PVC 02300 0600 | 4 per box |
| PVC T joints | Charlotte | PVC 02402 0600 | 4 per box |
| Extruded acrylic panes | TAP Plastics | N/A | 2 per box, 0.64 cm thick x 40.5 cm wide x 61 cm long |
| HDPE spacers (sides) | TAP Plastics | N/A | 2 per box, 0.64 cm thick x 2.5 cm wide x 57 cm long |
| HDPE spacers (bottom) | TAP Plastics | N/A | 1 per box, 0.64 cm thick x 2.5 cm wide x 40.5 cm long |
| HDPE spacers (patch) | TAP Plastics | N/A | 2 per box, 0.64 cm thick x 3.8 cm wide x 28 cm long |
| Polyester batting | Fairfield | #A-X90 | 2.5 cm x 40.5 cm strip per box |
| 20-thread screws | N/A | N/A | 3.2 cm long, 0.64 cm diameter |
| Washers | N/A | N/A | 0.64 cm internal diameter |
| Hex nuts | N/A | N/A | sized to fit the screws |
| Light deprivation fabric | Americover, Inc. | Bold 8WB26.5 | 1 piece 95 cm wide and 69 cm long per box |
| Sand | Quikrete | No. 1113 | |
| Field soil | N/A | N/A | |
| Transparencies for tracing | FXN | FXNT1319100S | One per side of the box to be traced |
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